Institut des Systèmes Intelligents
et de Robotique

Titre : Maître.sse de Conférences
Adresse : 4 place Jussieu, CC 173, 75252 Paris cedex 05
Téléphone : +33 (0) 1 44 27 63 65
Email : plumet(at)isir.upmc.fr
Equipe : SYROCO (SYROCO)

Journée GT2 « Robotique marine et sous-marine »

28 juin 2019 ISIR-UPMC

Tour 65-66, salle 304 

4 Place Jussieu, 75005 Paris 

9h00 Accueil café

9h30 Set-membership Terrain Based Navigation

Simon Rohou (LabSTIC, ENSTA Bretagne)

The localization of underwater robots remains a challenging issue. Usual sensors, such as satellite navigation receivers, cannot be used under the surface and other inertial systems suffer from a strong integration drift: the robot gets lost in a short time span. But when a bathymetric chart of the environment is available prior to the mission, a vehicle equipped with a sonar should be able to improve its localization by applying a so-called Terrain Based Navigation method (TBN).

We will consider the case of an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) equipped with a single beam echo-sounder. The perception of the seabed is poor, but we will see that the AUV is still able to localize itself thanks to scalar bathymetric values.

This talk will shed new light on the conventional TBN methods by using a constraint programming approach to solve the problem. We will see how uncertainties can be represented by sets and which tools are available to reliably reduce these uncertainties in order to achieve the localization purpose.

10h Motion Control of a Hovering Biomimetic 4-fin AUV for Underwater Inspection

Ahmed Chemori (LIRMM, Montpellier)

Biomimetic Autonomous underwater robots propose alternatives for conventional propeller-driven underwater vehicles. U-CAT is an autonomous biomimetic underwater robot developed within a European Union 7th Framework project ARROWS (Archeological Robot Systems for the World Seas). As opposed to the previous examples, four-finned design of this vehicle is motivated solely by the end-user requirements and environmental constraints of the tasks in this specifically shipwreck inspection. It should closely video-inspect underwater objects. Indeed, to fulfill the needs of shipwreck inspection for archeological applications, U-CAT has been developed at the Centre for Biorobotics (TALTECH in Estonia) with the following five design requirements: (i) The main interest is the video footage from the interior of the shipwreck to identify objects of interest, (ii) The robot has to penetrate in confined spaces, so it must be small and maneuverable, (iii) The vehicle must be capable of silent motion in order to not disturb the bottom sediments that would make visual observations impossible, (iv) The vehicle has to be untethered (autonomous) as the cable would significantly constrain vehicle’s motion inside the wreck, (v) The cost of the vehicle has to be affordable for archaeologists with a limited budget. U-CAT has been specifically designed to meet these end-user requirements of underwater archaeologists. Consequently, a 4-flipper design was emerged to control the 6 DOFs.

This talk deals with motion control of Biomimetic autonomous underwater vehicles, with a special focus on the case study of U-CAT turtle-like biomimetic AUV. The proposed control solutions have been validated through real-time experiments in a test tank as well as in open water.

10h30 Suivi d'isobathe par un AUV

Paul Antoine Grau (Kopadia)

Vous verrez comment un AUV peut explorer un environnement sans se perdre en ayant aucun système de localisation à la manière d'un animal marin.

En utilisant un filtre de Kalman et une loi de commande basée sur un champ de vecteur, vous comprendrez comment l'AUV de Kopadia a réussi à suivre une isobathe avec comme unique capteur extéroceptif un altimètre

11h00 Numérisation 3D en environnement aquatique : application aux réseaux karstiques.

Quentin Massone (LIRRM, Montpellier)

Le travail présenté s’inscrit dans le projet d’exploration des réseaux karstiques mené par l’équipe Explore du Laboratoire d’Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM). Ces galeries aquatiques présentent un atout majeur pour l’avenir puisqu’elles sont des réservoirs souterrains d’eau douce inexplorés. Néanmoins leur condition subaquatique, leur confinement et leur morphologie chaotique rendent leur exploration difficile.

D’un autre côté, le fait que la structure de l’environnement soit très irrégulière offre beaucoup d’informations pour la navigation autonome, à l’heure où l’exploration est essentiellement faite par les plongeurs. Parvenir à concevoir des robots aquatiques autonomes pour faire cette exploration est donc l’objectif de l’équipe.

Mon objectif est de développer la partie vision du robot en vue d’une reconstruction 3D de l’environnement. Une première approche se basera sur la mise en œuvre et l’utilisation de deux systèmes stéréoscopiques avec un éclairage dédié : le premier sera orienté vers l’avant et le second vers le sol afin de compléter les informations odométriques.

La première étape consiste à acquérir des vidéos d’environnements comportant des éléments connus métriquement et ainsi valider mes méthodes de reconstruction 3D hors ligne.

11h30 Apprentissage en robotique.

Alexandre Coninx (ISIR, Paris)

12h00 : pause déjeuner

14h00 Résultats du workshop expérimental 'Submeeting'

Luc Jaulin (LabSTIC, ENSTA Bretagne)

Le workshop qui s'est tenu en juin 2019 avait pour objectif la recherche de la Cordelière qui a coulé en 1512 au large de Brest lors d'un affrontement naval avec les Anglais.

Je présenterai les robots qui ont navigué (marins et sous-marins), les stratégies d'exploration, les capteurs utilisés et les cartes qui ont été construites lors de ce workshop.

14h30 Boatbot, an autonomous rubber boat for the research of "la Cordelière"

Joshua Francis (LabSTIC, ENSTA Bretagne).

In June 2019, the marine robot Boatbot scanned a zone autonomously for several days at the output of 'le Goulet de Brest' to build a magnetic map. The main goal is to find the two wrecks la Cordeliere and le Regent.

This talk describes the experiments that have been performed, the chosen electronic architecture of the robot, the control lows, the sensors used, the data that have been collected and the results that have been reached.

15h00 Présentation des activités de recherche en hydrodynamique à Centrale Nantes

Jean-Marc Rousset (LHEEA, EC Nantes)

La recherche en hydrodynamique à Centrale Nantes a permis de développer des moyens de simulation numérique et des moyens expérimentaux, en laboratoire (bassins d'essais) et en milieu naturel (site en mer), adaptés à l'architecture navale et au génie océanique. Ces méthodes et ces moyens ainsi que l'instrumentation associée peuvent accompagner les développements en robotique marine et sous-marine.

Par exemple la manoeuvrabilité des AUV et des ROV, les lois de commande et les méthodes de positionnement sous-marine peuvent être étudiées ou vérifiées numériquement et expérimentalement.

Par ailleurs le développement des énergies marines fait apparaître des besoins spécifiques d'intervention sur le terrain dans les cadres réglementaire et scientifique de nos activités en mer avec le site d'essais SEMREV.

Cet exposé présentera les moyens et les technologies existantes ainsi que les pistes envisagées pour répondre aux besoins opérationnels du laboratoire.

16h00 Simulation de la dynamique des véhicules marins dans leur environnement avec la méthode SPH

Nicolas Gartner (COSMER, Toulon)

Simuler la dynamique des véhicules marins dans leur environnement présente un enjeu majeur pour vérifier l'efficacité des lois de commande dynamique, évaluer la manœuvrabilité du véhicule ou encore simuler des missions dans un environnement perturbé (plage, courant fort). En effet, ceci nécessite actuellement de mettre en place des séries d'essais coûteuses et longues. L'objectif ici est d'avoir un simulateur réaliste, qui simule l'environnement dans lequel se trouve le véhicule et qui fonctionne en quasi temps réel. Cet exposé décrira les différentes méthodes applicables pour simuler la dynamique des véhicules marins et donnera les motivations qui ont conduit à retenir une solution avec un fluide simulé sans maillage. Nous expliquerons ensuite brièvement la méthode utilisée et présenterons des expériences et les résultats obtenus jusqu'à présent.

16h30 Feedback of a submarine robotic experiment in Mayotte

Adrien Hereau (LIRMM, Montpellier)

The lagoon of Mayotte is a well-known ecological hotspot which has to be observed to have a better understanding of its characteristics and possible future evolution. In order to respond to that need, we worked on a 6 DoF semi-autonomous submarine robot performing a transect protocol, or in other terms a straight line motion between 2 points. In this presentation, we bring a feedback of the 1 month experiment we performed in february 2019 in Mayotte, focusing on the dependability problematic.

17h00 Fin de la journée

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